AI加速器芯片架构 · 从零到一
📚 共计 30 章节
01
AI芯片概述
什么是AI加速器 · 发展历程 · GPU/FPGA/ASIC/NPU分类 · 典型应用场景
入门
全景
02
AI算法基础
感知机/多层感知机 · CNN核心算子 · RNN与Transformer · 量化与稀疏化
神经网络
算子
03
计算单元设计
乘累加器MAC微架构 · 脉动阵列 · 向量处理单元VPU · SIMD/SIMT对比
微架构
并行
04
存储层次设计
片上SRAM/Buffer · 数据复用策略 · HBM/GDDR6接口 · 带宽计算与优化
存储
带宽
05
数据流与调度
数据流架构 · VLIW/SIMD指令集 · 任务调度器 · 流水线与气泡消除
调度
流水线
06
互联与通信
片上网络NoC · Ring/Mesh/Torus拓扑 · PCIe/CXL/CCIX · 同步/异步通信
互联
拓扑
07
控制与同步
控制器设计 · Barrier/Fence同步 · 中断异常 · 多核协同工作
控制
同步
08
编译与工具链
AI编译器TVM/MLIR · 算子映射优化 · 内存分配调度 · Profiling调试
编译器
工具链
09
验证与测试
UVM/Formal功能验证 · RTL仿真/Emulation · 功耗分析 · ATE/SLT测试
验证
测试
10
低功耗设计
时钟门控 · 电源门控 · DVFS · 近阈值计算
低功耗
能效
11
先进封装与系统集成
2.5D/3D封装 · Chiplet架构 · Interposer/Bridge · 热管理
封装
Chiplet
12
AI芯片可靠性设计
软错误防护 · TMR/DMR冗余 · ECC纠错 · 老化效应缓解
可靠性
容错
13
AI芯片安全设计
侧信道防护 · 可信执行环境TEE · 模型加密 · 物理不可克隆PUF
安全
加密
14
AI芯片测试与量产
ATE测试向量 · 良率分析 · DFT设计 · 量产测试流程
量产
DFT
15
AI芯片软件生态
驱动KMD/UMD · Runtime(OpenCL/CUDA) · 框架适配 · 模型部署优化
软件
生态
16
AI芯片基准测试
MLPerf · TOPS/TOPS/W · 延迟与吞吐量 · 实际场景测试
基准
性能
17
AI芯片演进趋势
存算一体 · 光计算 · 量子计算与AI · 神经形态计算
前沿
趋势
18
AI芯片商业模式
ASIC/FPGA/GPU选择 · 自研vs第三方IP · RISC-V开源 · 成本定价
商业
策略
19
AI芯片案例研究
Google TPU · NVIDIA GPU · 华为昇腾 · Groq LPU架构分析
案例
架构
20
AI芯片动手实践
Verilog实现MAC · SystemVerilog脉动阵列 · Python性能建模 · EDA综合
实践
Verilog
21
AI芯片架构探索
Roofline模型 · 设计空间探索 · PPA权衡 · 架构评估方法论
架构
PPA
22
模拟与仿真
gem5/Sniper · RTL仿真(VCS/ModelSim) · Emulation · FPGA原型验证
仿真
原型
23
物理设计
综合流程 · 布局布线 · 时钟树CTS · 物理验证DRC/LVS
物理
后端
24
封装与测试
BGA/LGA/CSP封装 · CP/FT测试 · HTOL/HAST可靠性 · 失效分析FA
封装
测试
25
散热设计
热阻模型 · 风冷/液冷/浸没式 · Fluent/Icepak仿真 · 热管理策略
散热
热仿真
26
电源设计
电源树 · VRM电压调节 · 电源完整性PI · 去耦电容设计
电源
PI
27
时钟设计
PLL/DLL时钟源 · 时钟分布 · 抖动与偏移 · 门控分频
时钟
抖动
28
复位设计
POR/WDT复位源 · 复位分布 · 同步去抖 · 复位状态机
复位
状态机
29
调试设计
JTAG/SWD接口 · Trace追踪 · PMU性能计数器 · ILA片上逻辑分析仪
调试
JTAG
30
AI芯片项目管理
Spec/Design/Verif/Tapeout流程 · Git/Jira协作 · 版本管理 · 流片与Bring-up
管理
流片